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複合材料に内蔵した世界初の小型光モニタリングシステム

July, 2, 2014, Leuven--ナノエレクトロニクス研究センタimec、ゲント大学(Ghent University)とヨーロッパFP7プロジェクトSMARTFIBERのパートナーは、複合材料に完全内蔵可能な世界初の小型光センサシステムを実証した。
 この成果は、スマート複合材料に道を拓くものとなる。このスマート複合材料により、構造物、海洋構造物の構造物健全性を連続的、自動的モニタリングが可能になる。
 このセンサシステムは、Xenicsが設計した電子ボードにOptocapがアセンブリした。光学サブシステムは、imecが開発したシリコンフォトニクスIC、フォトダイオード、Xenicsが提供する読み出しICsで構成されている。フラウンホッファIISはワイヤレスインタフェースを担当。これにより組み込みシステムにパワーが供給され、取得データを高速で読み取る。システムをFBGSインタナショナルが製造した光ファイバセンサチェーンに接続した後、複合材料に対する影響を最小化するためにゲント大学が特別に設計したエポキシ型に入れている。最後に、取り付けたファイバセンサチェーンとともにAirborneの潮力タービンのブレードに埋め込んだ。 
 分光計として機能するAWGとなっているシリコンフォトニクスICは、このセンサシステムのコアであり、それに接続したFBGセンサに精度の高い問い合わせを行う。このFBGセンサの利点は、他の歪モニタリング技術(電気歪ゲージなど)と比べて、コンパクトで軽量、EMI耐性、腐食耐性があり、高温動作、多重機能があること。FBGセンサは、記録的に小さな径で、前例のない破断点伸度があり、複合材料の強さへの影響が最小となるように設計されている。それらを複合材料に組み込むために自動化技術が開発された。この点は、業界で確立された製造基盤でシリコンベースの微細加工を利用できることともに、組み込み歪センサのコストを大幅に下げることに寄与する。